(57)【要約】【課題】  安定した駆動性能を得られる圧電アクチュエータ、これを備えた装置、およびこれを備えた時計を提供すること。【解決手段】  圧電素子２を支持する支持板３に連続して一体的に形成されたガイド部３２を設ける。ガイド部３２は、圧電素子２の長辺に沿って形成され基部６の溝６３に挿入されることにより基部６に対して圧電素子２の長辺方向に沿ってスライド可能に支持される。ガイド部３２は、押圧手段５によって被駆動体１００側に押圧されている。当接部４は被駆動体１００側面に当接されており、圧電素子２が振動すると当接部４が被駆動体１００を押圧して回転駆動する。ガイド部３２が圧電素子２のスライド方向を被駆動体１００への押圧方向に規制するので、圧電素子２の被駆動体１００に対する姿勢を安定させることができ、これにより安定した駆動性能を得られる。【選択図】 図１
2005168075.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電圧印加によって振動する圧電素子と、
この圧電素子を振動可能に支持する支持板とを備え、
前記支持板は、前記圧電素子に接合される接合部と、
この接合部に一体的に形成されるとともに前記圧電素子を被駆動体への押圧方向に沿ってガイドするガイド部とを有する
ことを特徴とする圧電アクチュエータ。
【請求項２】
請求項１に記載の圧電アクチュエータにおいて、
前記ガイド部を被駆動体への押圧方向に沿ってスライド可能に保持する基部を備え、
前記基部には、前記圧電素子の前記押圧方向に沿って溝が形成され、
前記ガイド部は、前記溝に挿入されて当該溝の方向に沿ってスライド可能に取り付けられる
ことを特徴とする圧電アクチュエータ。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の圧電アクチュエータにおいて、
前記ガイド部を被駆動体への押圧方向に沿ってスライド可能に保持する基部を備え、
前記基部は、下基部および上基部を有し、
前記下基部および前記上基部の互いに対向する面の少なくとも一方の面には、前記圧電素子の前記押圧方向に沿って溝が形成され、
前記ガイド部は、前記下基部および前記上基部の間に介装されかつ前記溝に挿入される
ことを特徴とする圧電アクチュエータ。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載の圧電アクチュエータにおいて、
前記ガイド部を被駆動体への押圧方向に沿ってスライド可能に保持する基部を備え、
前記基部には、内部に前記圧電素子が収容される凹状部または切欠部が形成されている
ことを特徴とする圧電アクチュエータ。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれかに記載の圧電アクチュエータにおいて、
前記支持板には、前記圧電素子を被駆動体側に押圧する押圧手段が一体的に形成されている
ことを特徴とする圧電アクチュエータ。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれかに記載の圧電アクチュエータにおいて、
前記圧電素子は、板状に形成され、前記支持板の一方の面にのみ接合されている
ことを特徴とする圧電アクチュエータ。
【請求項７】
請求項６に記載の圧電アクチュエータにおいて、
前記支持部および／または前記ガイド部は、前記圧電素子の外側で前記圧電素子側に折曲され、
前記ガイド部の厚み寸法の略中央が、当該圧電アクチュエータの厚み寸法の略中央に一致する
ことを特徴とする圧電アクチュエータ。
【請求項８】
請求項１から請求項７のいずれかに記載の圧電アクチュエータにおいて、
前記圧電素子は、略矩形板状に形成され、
前記ガイド部は、前記圧電素子の長辺に沿って形成されている
ことを特徴とする圧電アクチュエータ。
【請求項９】
請求項８に記載の圧電アクチュエータにおいて、
前記ガイド部の長さは、前記圧電素子の長辺の長さにほぼ等しい
ことを特徴とする圧電アクチュエータ。
【請求項１０】
請求項１から請求項９のいずれかに記載の圧電アクチュエータにおいて、
前記接合部は、前記圧電素子の屈曲振動の腹近傍に接合され、
前記支持板には、前記圧電素子端部から面内方向に突出し、被駆動体と当接される当接部が一体的に形成されている
ことを特徴とする圧電アクチュエータ。
【請求項１１】
請求項１から請求項１０のいずれかに記載の圧電アクチュエータを備えたことを特徴とする装置。
【請求項１２】
請求項１から請求項１０のいずれかに記載の圧電アクチュエータを備えたことを特徴とする時計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電素子の振動により被駆動体を駆動する圧電アクチュエータ、これを備えた装置、およびこれを備えた時計に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、圧電素子の振動を利用して被駆動体を駆動する圧電アクチュエータとしては、例えば特許文献１および特許文献２に示されたものがある。
特許文献１の圧電アクチュエータでは、略矩形板状の圧電素子端部にセラミックスペーサが取り付けられている。このセラミックスペーサを被駆動体に当接させて圧電素子を振動させると、セラミックスペーサが被駆動体を押圧して駆動する。このとき、セラミックスペーサは、必要な駆動力を確保するために反対側の圧電素子端部から被駆動体側にばねで押圧されている。また、セラミックスペーサの押圧方向に直交する方向には一対の固定支持体およびばね負荷式支持体が設けられており、これらの一対の支持機構によってセラミックスペーサの押圧方向が規制されている。
また、特許文献２の圧電アクチュエータでは、略矩形板状の圧電素子は、長手方向略中央から突出する支持部材によって支持されている。この支持部材の端部は基板に対して回動可能に支持されており、別体で設けられたばね部材が、支持部材を付勢することにより、支持部材は端部中心に回動しながら圧電素子を被駆動体側に付勢している。
【０００３】
【特許文献１】特開平７−１８４３８２号公報（第１図）
【特許文献２】特開２００２−２２３５７６号公報（第４図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、前述のような圧電アクチュエータは、圧電素子の支持機構、支持位置、被駆動体との間の押圧力の大きさなどによってその振動挙動が大きく影響を受ける。圧電素子の振動が変動すると、被駆動体の駆動性能が大きく変動してしまうので、これらの条件を安定させることが、安定した駆動性能を得る上で非常に重要となる。
しかしながら、特許文献１の圧電アクチュエータでは、セラミックスペーサの押圧方向の規制をばねで行っており、被駆動体の反力や外乱などによって圧電素子が押圧方向以外の方向から力を受けた場合に、圧電素子の姿勢が容易に変化してしまい押圧方向が安定せず、駆動性能が著しく異なってしまう。
また、特許文献２の圧電アクチュエータでは、支持部材が端部を中心に回動してしまうので、長期間の使用によって被駆動体に接触する突出部または被駆動体が摩耗すると、次第に突出部と被駆動体との接触角度が変化してしまう。よって、圧電素子の振動の伝達効率も変化するため、長期間にわたって安定した駆動力を得ることが出来ない。
【０００５】
本発明の目的は、安定した駆動性能を得られる圧電アクチュエータ、これを備えた装置、およびこれを備えた時計を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の圧電アクチュエータは、電圧印加によって振動する圧電素子と、この圧電素子を振動可能に支持する支持板とを備え、支持板は、圧電素子に接合される接合部と、この接合部に一体的に形成されるとともに圧電素子を被駆動体への押圧方向に沿ってガイドするガイド部とを有することを特徴とする。
この発明によれば、圧電素子がガイド部によって被駆動体への押圧方向にガイドされているので、外乱や、被駆動体または圧電アクチュエータの摩耗などによっても、圧電素子が常に所定の押圧方向にのみ移動し、被駆動体への押圧方向（押圧角度）が変化しない。したがって、常に圧電素子の振動が安定して被駆動体に伝達され、圧電アクチュエータの駆動性能が安定する。
また、支持板の接合部が圧電素子に接合されているので、圧電素子の脆性を補う。したがって、圧電アクチュエータの耐衝撃性および耐久性が向上する。
さらに、ガイド部が接合部に一体的に形成されているので、圧電素子を支持するスライダのような部材を別途用意する必要がなく、圧電アクチュエータの構成が簡単になるとともに、部品点数が減少し、製造コストが低減する。
【０００７】
本発明では、ガイド部を被駆動体への押圧方向に沿ってスライド可能に保持する基部を備え、基部には、圧電素子の押圧方向に沿って溝が形成され、ガイド部は、前記溝に挿入されて当該溝の方向に沿ってスライド可能に取り付けられることが望ましい。
この発明によれば、ガイド部が、基部の溝に挿入されることで圧電素子および支持板が基部に直接保持される。よって、基部と支持板との間に保持機構を別途設ける必要がなく、圧電アクチュエータの部品点数が減少する。また、圧電素子および支持板の保持機構として基部に押圧方向に沿った溝を形成すればよいので、保持機構の構成が簡単になり、圧電アクチュエータの製造コストが低減する。
【０００８】
本発明では、ガイド部を被駆動体への押圧方向に沿ってスライド可能に保持する基部を備え、基部は、下基部および上基部を有し、下基部および上基部の互いに対向する面の少なくとも一方の面には、圧電素子の押圧方向に沿って溝が形成され、ガイド部は、下基部および上基部の間に介装されかつ溝に挿入されることが望ましい。
この発明によれば、ガイド部が、下基部および上基部の少なくとも一方の面に形成された溝に挿入されることにより、圧電素子および支持板が保持されるので、圧電素子および支持板が下基部および上基部を備えて構成される基部に直接保持される。したがって、基部と支持板との間に保持機構を新たに設ける必要がなく、圧電アクチュエータの部品点数が減少する。
また、基部が下基部および上基部を備えて構成され、ガイド部が下基部および上基部の間に介装されるので、圧電素子および支持板の移動が押圧方向に直交する方向にも規制される。したがって、圧電素子および支持板の保持がより確実となり、外力などによってもガイド部が基部から外れることがなく、強固な保持構造となる。
【０００９】
本発明では、ガイド部を被駆動体への押圧方向に沿ってスライド可能に保持する基部を備え、基部には、内部に圧電素子が収容される凹状部または切欠部が形成されていることが望ましい。
この発明によれば、基部には、圧電素子が収容される凹状部または切欠部が形成されているので、圧電素子が厚み方向に関して基部と一部または全部重なることとなる。よって、圧電素子を基部上に載置する場合と異なり、圧電アクチュエータ全体がより薄型となる。
【００１０】
本発明では、支持板には、圧電素子を被駆動体側に押圧する押圧手段が一体的に形成されていることが望ましい。
圧電アクチュエータで被駆動体を駆動する場合には、圧電素子の振動を被駆動体に伝達するために、圧電アクチュエータを被駆動体側に押圧する必要がある。この発明によれば、支持板に押圧手段が一体的に形成されているので、ガイド部や圧電素子などを被駆動体側に押圧する押圧機構を別途設ける必要がなく、圧電アクチュエータの構造がより一層簡略化される。
【００１１】
本発明では、圧電素子は、板状に形成され、支持板の一方の面にのみ接合されていることが望ましい。
この発明によれば、支持板の一方の面のみに板状の圧電素子が接合されているので、十分な耐衝撃性を確保しながら、圧電アクチュエータの薄型化が促進される。
【００１２】
本発明では、支持部および／またはガイド部は、圧電素子の外側で圧電素子側に折曲され、ガイド部の厚み寸法の略中央が、当該圧電アクチュエータの厚み寸法の略中央に一致することが望ましい。
この発明によれば、支持部および／またはガイド部が折り曲げられ、圧電素子の厚み寸法の略中央に位置しているので、圧電アクチュエータが厚み方向に関してほぼ中央で支持される。したがって、圧電アクチュエータの厚み方向に関する振動が安定して良好な面内振動が得られ、圧電アクチュエータの駆動伝達効率がより良好となる。
また、ガイド部が圧電アクチュエータの厚み寸法の略中央に位置するように折り曲げられているので、ガイド部の位置が圧電アクチュエータの厚みと重なるため、圧電アクチュエータ全体の薄型化がより一層促進される。
【００１３】
本発明では、圧電素子は、略矩形板状に形成され、ガイド部は、圧電素子の長辺に沿って形成されていることが望ましい。
この発明によれば、ガイド部が圧電素子の長辺に沿って形成されているため、圧電アクチュエータは、圧電素子の長辺に沿ってガイドされてスライド可能となり、被駆動体に対して当該長辺方向に沿って押圧される。このとき、被駆動体からの反力や、押圧力の不均衡、外乱などにより、圧電素子がその平面内で回転力を受けた場合でも、ガイド部が回転力を吸収して圧電素子の回転を防止する。よって、圧電素子の被駆動体に対する姿勢保持が確実となり、被駆動体への当接角度の変動が最小限に抑制されるので、より安定した駆動性能が得られる。
【００１４】
本発明では、ガイド部の長さは、圧電素子の長辺の長さにほぼ等しいことが望ましい。
この発明によれば、ガイド部が圧電素子の長辺に沿って形成されている場合に、このガイド部の長さが圧電素子の長辺の長さにほぼ等しくなっているので、ガイド部両端が圧電素子の長辺から突出することがない。したがって、圧電アクチュエータ全体の長辺に沿った方向の寸法を大きくすることなく、圧電素子が受ける回転力による回転がガイド部によって効率よくかつ確実に防止され、より確実な安定駆動が可能となる。
【００１５】
本発明では、接合部は、圧電素子の屈曲振動の腹近傍に接合され、支持板には、圧電素子端部から面内方向に突出し、被駆動体と当接される当接部が一体的に形成されていることが望ましい。
この発明によれば、接合部が圧電素子の屈曲振動の腹近傍に接合されているので、圧電素子の屈曲振動が効率よく接合部に伝達される。したがって、支持板が圧電素子とともに振動の腹付近の大きな振幅で良好に振動するので、圧電アクチュエータ全体の伝達効率が向上する。
また、支持板には当接部が一体的に形成されているので、当該当接部が被駆動体と当接し、圧電素子は直接被駆動体に当接されない。したがって、圧電素子と被駆動体との接触による圧電素子の摩耗が防止され、圧電アクチュエータの耐久性が向上する。さらに、圧電素子が被駆動体に直接接触しないので、被駆動体からの反力などによる衝撃を当接部で受けることとなり、圧電アクチュエータの耐衝撃性も向上する。
ここで、圧電素子の屈曲振動とは、圧電素子の面内の一方向に対してほぼ直交する方向に屈曲する振動を意味し、例えば圧電素子の端部を節に屈曲する屈曲一次振動や、圧電素子の面内略中心に対して面内方向に点対称に屈曲する屈曲二次振動などが考えられる。
【００１６】
本発明の装置は、前述の圧電アクチュエータを備えたことを特徴とする。
この発明によれば、装置が前述の圧電アクチュエータを備えているので、前述の圧電アクチュエータの効果と同様の効果が得られ、装置の駆動性能が安定する。
【００１７】
本発明の時計は、前述の圧電アクチュエータを備えたことを特徴とする。
この発明によれば、時計が前述の圧電アクチュエータを備えているので、前述の圧電アクチュエータの効果と同様の効果が得られ、時計の駆動性能が安定する。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の圧電アクチュエータ、これを備えた装置、およびこれを備えた時計によれば、圧電素子を被駆動体への押圧方向に沿ってガイドするガイド部が設けられているので、圧電素子の押圧方向が一定となり、安定した駆動性能を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、後述する第二実施形態以降で、以下に説明する第一実施形態での構成部品と同じ部品および同様な機能を有する部品には同一符号を付し、説明を簡単にあるいは省略する。
【００２０】
［第一実施形態］
図１には、本発明の第一実施形態にかかる圧電アクチュエータ１が示されている。この図１において、圧電アクチュエータ１は、円盤状の被駆動体１００を回転駆動するものであって、電圧を印加することにより伸縮する圧電素子２と、圧電素子２の平面に接合されて圧電素子２を支持する支持板３と、圧電素子２に接合され、被駆動体１００に当接される当接部４と、支持板３を被駆動体１００側に押圧する押圧手段５と、支持板３を押圧方向にスライド可能に保持する基部６とを備えている。
【００２１】
図２には、圧電素子２および支持板３の斜視図が、また図３には圧電アクチュエータ１の断面図が示されている。これらの図２および図３にも示されるように、圧電素子２は、略矩形板状に形成されている。この圧電素子２の表裏両面には、ニッケルおよび金などがめっき、スパッタ、蒸着等の方法によって電極が形成されている。これら両面の電極のうち、支持板３が接合される面の電極は、圧電素子２全面にわたって形成され、支持板３に接着などにより固定され支持板３と導通している。また、圧電素子２の支持板３が接合された面とは反対側の面の電極は、溝によって互いに電気的に絶縁されて、長手方向に沿った中心線を軸として線対称に複数形成されている。つまり、圧電素子２の幅方向をほぼ三等分するように二本の溝２１Ａが形成され、これらの溝２１Ａで分割された三つの電極のうち両側の電極ではさらに長手方向をほぼ二等分するように溝２１Ｂが形成されている。これらの溝２１Ａ，２１Ｂにより、圧電素子２の表面には中央に電極２２Ａが形成され、またこの電極２２Ａの両側には対角線上両端をそれぞれ対とする電極２２Ｂ，２２Ｃが形成される。これらの電極２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃおよび支持板３は、それぞれ信号線がパターニングされたフレキシブル基板（図示せず）に接続されている。フレキシブル基板には、その他外部の制御回路などが実装されており、電極２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃおよび支持板３は、このフレキシブル基板を介して印加装置（図示せず）に接続されている。
【００２２】
ここで、圧電素子２の材料は、特に限定されず、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ（登録商標））、水晶、ニオブ酸リチウム等の各種のものを用いることができる。
また、圧電素子２の寸法や、厚さ、電極の分割形態などは、圧電素子２に繰り返し電圧が印加された時に、圧電素子２が長手方向に伸縮する、いわゆる縦一次振動と、圧電素子２の平面中心に対して点対称に、面内で縦一次振動に略直交する方向に屈曲する、いわゆる屈曲二次振動とが同時に現れるように適宜設定される。この時、縦一次振動の共振周波数と、屈曲二次振動の共振周波数とは互いに近接するように設定されていることが望ましく、縦一次振動の共振周波数に対する屈曲二次振動の共振周波数の比は、１．００より大きく、１．０３以下であることが望ましい。また、圧電素子２の長辺と短辺との長さ比は、長辺を１とすると短辺が０．２７４以上であることが望ましい。
【００２３】
なお、圧電素子２の短辺が０．２７４よりも小さい場合には、縦一次振動の共振周波数が屈曲二次振動の共振周波数よりも大きくなり、当接部４が良好な略楕円軌道を描くことができない。この時、縦一次振動の共振周波数に対する屈曲二次振動の共振周波数の比は１．００以下である。また、縦一次振動の共振周波数に対する屈曲二次振動の共振周波数の比が１．０３より大きい場合には、縦一次振動の共振点と屈曲二次振動の共振点とが離れてしまい、両振動の振幅を同時に良好にすることができない。
圧電素子２に印加される電圧の周波数は、縦一次振動の共振周波数と屈曲二次振動の共振周波数との間、より好ましくは反共振周波数と屈曲二次振動の共振周波数との間で両方の振動が良好に現れる周波数を適宜選択する。なお、圧電素子２に印加される電圧の波形は特に限定されず、例えばサイン波、矩形波、台形波などを採用できる。
【００２４】
支持板３は、ステンレス鋼等の金属製の薄板で構成され、圧電素子２に接合される接合部３１と、接合部３１に一体的に形成されて圧電素子２を被駆動体１００への押圧方向に沿ってガイドするガイド部３２とを備えている。
接合部３１は、圧電素子２の略中央に配置される円形状部３１１と、円形状部３１１両側に延出した細長形状の腕部３１２とを備え、これらの腕部３１２の一部および円形状部３１１は、圧電素子２の電極に接着などにより接合されている。
このとき、円形状部３１１は、圧電素子２の略中央に配置されているので、圧電素子２の縦一次振動および屈曲二次振動の振動の節に配置されることとなる。また、腕部３１２は、圧電素子２の短辺に沿って両側に延出し、圧電素子２長辺端部から略直角に突出している。これらの腕部３１２には、圧電素子２の外側で圧電素子２側に折り曲げられる折曲部３１３が形成されている。
【００２５】
ガイド部３２は、接合部３１の腕部３１２から連続して一体的に形成され、圧電素子２の長辺方向に沿って細長形状に形成されている。これらのガイド部３２は、圧電素子２の長辺方向に沿った長さが、圧電素子２の長辺の長さとほぼ等しくなっている。また、ガイド部３２の平面は、折曲部３１３によって接合部３１の圧電素子２への接合面よりも圧電素子２側に近接して配置され、ガイド部３２の平面が圧電素子２の平面に平行になっている。したがって、ガイド部３２は、図３の断面図に示されるように、ガイド部３２の厚み寸法の略中央が圧電アクチュエータ１の厚み寸法の略中央と一致するように配置される。
ガイド部３２において、被駆動体１００から遠い側の端部には、押圧手段５を取り付ける取付部３２１が形成されている。取付部３２１の幅寸法（圧電素子２短辺に沿った寸法）は、ガイド部３２の幅寸法より小さくなっており、したがってガイド部３２との間に段差が形成される。
【００２６】
当接部４は、両端が略半円形状に形成された細長状部材で、圧電素子２において支持板３が設けられた側の面で、圧電素子２の短辺略中央に接合されている。当接部４は、圧電素子２の長辺方向に沿って突出し、被駆動体１００の側面に当接される。このとき、圧電素子２は、長辺方向中心線が、被駆動体１００の径方向に沿うように配置される。また、被駆動体１００の外周側面には断面円弧状の凹部が形成されており、この凹部により被駆動体１００の回転軸方向に対して被駆動体１００または当接部４が多少ずれた場合でも、当接部４と被駆動体１００との係合が外れるのが防止されている。
押圧手段５は、コイルばねなどで構成され、ガイド部３２の取付部３２１と基部６との間に介装され、圧電素子２および支持板３を被駆動体１００側に付勢する。これにより、当接部４は、被駆動体１００に適切な付勢力（押圧力）で当接される。なお、押圧手段５は、コイルばねに限らず、板ばねやゴムなどの弾性体や、その他支持板３を被駆動体１００側に押圧する任意の構成を採用できる。
【００２７】
基部６は、上基部６１および下基部６２を備えている。これらの上基部６１および下基部６２には、それぞれ被駆動体１００側面に向かって開口する略コ字形の切欠部６１１，６２１が形成されており、これらの切欠部６１１，６２１内の空間６１２，６２２に圧電素子２が収容されている。これにより、切欠部６１１，６２１は圧電素子２の三辺の外側をほぼ囲っており、切欠部６１１，６２１の開口部分からは当接部４が突出して被駆動体１００に当接される。
下基部６２において、切欠部６２１外周の三つの端辺のうち、圧電素子２の長辺に沿った端辺近傍には、当該長辺に沿ってそれぞれ溝６３が形成されている。また下基部６２には、これらの溝６３と空間６１２とを連通する溝６４が形成されている。溝６３には、ガイド部３２が挿入されており、また溝６４には腕部３１２が配置されている。このとき、溝６４において圧電素子２の長辺に沿った方向の寸法は、腕部３１２の幅寸法（圧電素子２の長辺に沿った方向の寸法）よりも大きく形成されている。これにより、ガイド部３２は溝６３に沿ってスライド可能に基部６に保持され、つまり圧電素子２および支持板３は、被駆動体１００への押圧方向に沿ってスライド可能に基部６に保持されている。
溝６３において、被駆動体１００から遠い側の端部には、押圧手段５が収納される溝６５が形成されている。押圧手段５は、この溝６５端部とガイド部３２の取付部３２１との間に配置されて、ガイド部３２を溝６３に沿って被駆動体１００側に押圧する。
上基部６１は、下基部６２の溝６３，６４を覆うように配置され、これにより腕部３１２の一部およびガイド部３２は、上基部６１および下基部６２の間に介装される。
【００２８】
このような圧電アクチュエータ１では、次のように動作する。
まず、印加装置によって圧電素子２表面の電極と、支持板３との間に交流電圧を印加する。このとき、圧電素子２の表面の電極を適宜選択して、電圧印加を行う。つまり、例えば中央の電極２２Ａと、その両側で対角線上両端に位置する電極２２Ｂのみに電圧の印加を行う。すると、圧電素子２は、主に電極２２Ａに対応する部分の圧電素子２によって圧電素子２の長辺方向に沿って伸縮する縦一次振動を励振する。一方、電極２２Ｂに対応する部分の圧電素子２が伸縮すると、これらの部分の伸縮は圧電素子２の長辺方向中心線に対して非対称となるので、主にこれらの電極２２Ｂによって圧電素子２は屈曲二次振動を励振する。これにより、当接部４は縦一次振動と屈曲二次振動を組み合わせた略楕円軌道を描いて振動する。当接部４は、この略楕円軌道の一部で被駆動体１００を回転方向に押圧し、被駆動体１００を間欠的に回転駆動する。当接部４は、所定周波数で振動するため、被駆動体１００を繰り返し押圧し、これにより被駆動体１００は所定の速度で回転する。
また、電圧を印加する電極を圧電素子２の長辺方向中心線に対して線対称に切り換える、つまり、電極２２Ａおよび電極２２Ｃにのみ電圧を印加すると、圧電素子２は、反対方向に屈曲二次振動を励振する。この結果当接部４は、略楕円軌跡の傾きが圧電素子２短辺の中央を通り長辺に平行な線に対し線対称で、回転方向も反対向きの略楕円軌道を描いて振動し、被駆動体１００を反対方向に回転駆動する。
【００２９】
このような第一実施形態によれば、次のような効果が得られる。
(１) ガイド部３２が下基部６２の溝６３に沿ってスライドし、圧電素子２を被駆動体１００への押圧方向にガイドするので、被駆動体１００からの反力や外乱などによって圧電素子２の姿勢が変動するのを防止でき、当接部４の略楕円軌道の向きを常に安定させることができる。したがって、被駆動体１００への振動の伝達を安定して行うことができ、圧電アクチュエータ１の駆動性能を安定させることができる。
また、ガイド部３２が溝６３に沿って一方向のみにスライドするので、例えば長期間の使用後に被駆動体１００側面または当接部４が摩耗しても、当接部４の被駆動体１００に対する当接角度が変化しない。したがって、圧電アクチュエータ１の駆動性能を長期間にわたって安定させることができる。
【００３０】
(２) ガイド部３２が接合部３１に一体的に形成されているので、圧電素子２の支持構造を簡単にできる。ここで、圧電素子２を被駆動体１００に対してスライド可能に保持する保持構造としては、例えば圧電素子に支持板などを接合し、この支持板を、基部に対してスライド可能に設けられたスライダ部材などに固定する方法が考えられる。しかしながら、このような保持構造では、支持板と基部との間にスライダ部材などを設ける必要があり、またスライダ部材と基部とのスライド構造も構成する必要がある。本実施形態の圧電アクチュエータ１では、ガイド部３２が接合部３１に連続して一体的に形成されているので、スライダ部材などが不要となるから、圧電アクチュエータ１の構造を簡略化でき、部品点数を減少でき、製造コストを低減できる。
【００３１】
(３) ガイド部３２を下基部６２の溝６３に挿入することにより、基部６に溝６３を形成するだけで、圧電素子２および支持板３を溝６３に沿ってスライド可能に保持できるので、圧電アクチュエータ１の構造を簡略化できる。また、前述のようなスライダ部材や、スライダ部材と基部とのスライド構造を設ける必要もないので、これによっても圧電アクチュエータ１の部品点数を減少でき、製造コストを低減できる。
(４) ガイド部３２が上基部６１および下基部６２の間に介装されているので、上基部６１および下基部６２がガイド部３２の移動方向を圧電素子２の長辺方向に規制するだけでなく、厚み方向にも規制する。よって圧電素子２が被駆動体１００の反力や外力などによって厚み方向に移動した場合でも、ガイド部３２が溝６３から外れることがないので、圧電素子２を確実に保持できる。
【００３２】
(５) 圧電素子２および支持板３が板状に形成され厚み方向に積層されているので、圧電アクチュエータ１の薄型化を促進できる。また、圧電素子２が支持板３の一方の面にのみ接合されているので、圧電素子２を支持板３の両面に接合する場合に比べて、圧電アクチュエータ１の薄型化を促進できる。圧電素子を支持板の両面に接合する場合に比べて、必要な駆動力を確保しつつ、高価な圧電素子の使用量を削減できるので、圧電アクチュエータの製造コストを低減できる。
(６) 折曲部３１３によって、ガイド部３２の厚み寸法の略中央が圧電アクチュエータ１の厚み寸法の略中央に一致するので、圧電素子２が厚み方向に関して対称に支持されるから、圧電素子２の振動を安定させることができる。また、折曲部３１３により、ガイド部３２から圧電素子２表面までの距離が短くなるので、圧電アクチュエータ１の薄型化を促進できる。
【００３３】
(７) ガイド部３２が、圧電素子２の長辺に沿って形成されているので、被駆動体１００からの反力や外力などによって圧電素子２がその平面内の回転力を受けた場合でも、ガイド部３２によって圧電素子２の回転を効率よく防止できる。したがって、圧電素子２の被駆動体１００に対する角度が変動するのを防止でき、より安定した駆動を実現できる。
また、ガイド部３２の長さが圧電素子２の長辺の寸法にほぼ等しいので、圧電アクチュエータ１全体の寸法を大きくしない範囲内で圧電素子２の回転を効率よく防止できる。
【００３４】
(８) 接合部３１が圧電素子２の平面の一部に接合されているので、接合部３１が圧電素子全面に接合されている場合に比べて、接合部３１による圧電素子２の振動阻害を最小限に抑制できる。また、接合部３１が圧電素子２の縦一次振動および屈曲二次振動の節近傍に接合されているので、接合部３１による圧電素子２の補強効果を確保しながら、これによっても圧電素子２の振動阻害を最小限に抑制できる。
(９) 基部６に切欠部６１１，６２１が形成され、内部の空間６１２，６２２に圧電素子２が収容配置されるので、圧電素子２がその厚み方向に関して下基部６２から突出しないように配置できる。したがって圧電素子２が例えば圧電素子２を下基部６２に単純に載置する場合に比べて、圧電アクチュエータ１の薄型化を促進できる。
【００３５】
［第二実施形態］
次に、本発明の第二実施形態について説明する。第二実施形態は、第一実施形態における圧電素子２が支持板３の両面に設けられ、また支持板３の構造が異なるものである。
図４には、第二実施形態にかかる圧電アクチュエータ１の平面図が示されている。また、図５には、圧電素子２および支持板３の斜視図が、図６には、圧電素子２および支持板３の断面図が示されている。これらの図４、図５、および図６において、圧電素子２は、略矩形板状に形成され、支持板３の両面に設けられている。これらの圧電素子２の表裏両面には電極が形成されており、支持板３に接合される面に形成された電極は第一実施形態と同様に圧電素子２の平面全面に形成されている。一方、圧電素子２の支持板３に接合された側とは反対側（表側）の面の電極は、溝２１Ｃにより電極が三つに分割されている。具体的には、溝２１Ｃは対角線上両端に略Ｌ字形に形成されることにより、対角線上両端に略矩形状の一対の電極２２Ｄを形成し、また、これらの電極２２Ｄを除いた部分には、対角線上電極２２Ｄとは反対側の両端に、略矩形状の電極が形成され、これらの電極が中央部分で互いに連結されて一つの電極２２Ｅを形成している。これらの電極２２Ｄ、電極２２Ｅおよび支持板３にはそれぞれリード線が接続され、これらのリード線は図示しない印加装置に接続されている。
【００３６】
支持板３の接合部３１は、圧電素子２と略同寸法の略矩形板状に形成され、長辺略中央から略直角に一対の腕部３３が突出している。腕部３３の先端には、圧電素子２の長辺に沿ったガイド部３２が連続して一体的に形成されている。腕部３３は、圧電素子２の外側において二回の曲げ加工などにより形成される折曲部３１３を有し、これらの折曲部３１３により、腕部３３は略Ｚ字形に形成されている。折曲部３１３より先端側に形成されたガイド部３２は、これらの折曲部３１３により、圧電素子２の厚み方向外側において圧電素子２の平面から所定距離を有して平行に配置される。
二カ所の折曲部３１３の間の腕部３３には、被駆動体１００から遠い側の側面から突出し、押圧手段５が取り付けられる取付部３１５が形成されている。
接合部３１の短辺略中央には、圧電素子２の長辺方向に突出する当接部４が一体的に形成されている。この当接部４は、第一実施形態と同様に、被駆動体１００の側面に、被駆動体１００の径方向に沿って当接されている。
【００３７】
基部６は、上基部６１および下基部６２を備えている。下基部６２は、板状に形成され、支持板３が載置されている。上基部６１には、略コ字形の切欠部６１１が形成され、この切欠部６１１内側の空間６１２に圧電素子２および支持板３が収容されている。切欠部６１１外周の三つの端辺のうち、圧電素子２の長辺に沿った端辺近傍には、圧電素子２の長辺方向に沿って溝６３が形成されており、これらの溝６３にガイド部３２が挿入されている。したがって、ガイド部３２は上基部６１と下基部６２との間に介装され、溝６３に沿って、つまり圧電素子２の長辺方向に沿ってスライド可能に支持されている。このとき、ガイド部３２は、圧電素子２の平面に対して所定距離を有して平行に配置されているので、圧電素子２と下基部６２との間には、所定距離の隙間が形成され、圧電素子２が下基部６２に干渉することがない。
取付部３１５と切欠部６１１との間にはコイルばねなどの押圧手段５が設けられ、腕部３３を圧電素子２の長辺方向に沿って被駆動体１００側に押圧する。この押圧手段５により、当接部４は、被駆動体１００側面に対して適切な押圧力で当接される。
【００３８】
このような圧電アクチュエータ１では、印加装置により電極２２Ｄまたは電極２２Ｅと支持板３との間に交流電圧を印加すると、電極２２Ｄまたは電極２２Ｅと支持板３との間に配置された部分の圧電素子２が伸縮する。このとき、電極２２Ｄおよび電極２２Ｅは圧電素子２の中心に対してそれぞれ点対称に配置され、その一部が圧電素子２短辺の中央付近にまで達しているので、圧電素子２は縦一次振動と屈曲二次振動とを合わせた振動を励振する。この屈曲二次振動により、当接部４は被駆動体１００を接線方向に押圧し、被駆動体１００を回転駆動する。
電圧を印加する電極を一方から他方（例えば電極２２Ｄから電極２２Ｅ）に変更すると、圧電素子２は反対方向に屈曲する屈曲二次振動を励振するので、被駆動体１００を反対方向に回転駆動する。
【００３９】
このような第二実施形態によれば、第一実施形態の圧電アクチュエータ１とは構造が異なるものの、第一実施形態の(１)、(２)、(３)、(４)、(７)および(９)の効果と同様の効果が得られる他、次のような効果が得られる。
(10) 圧電素子２および支持板３が板状に形成され厚み方向に積層されているので、圧電アクチュエータ１に必要な耐衝撃性を確保しながら、圧電アクチュエータ１の薄型化を促進できる。
また、圧電素子２が、支持板３両面に設けられているので、圧電アクチュエータ１の振動が支持板３の平面に対して対称となり、当接部４を支持板３の面内で振動させることができる。したがって、被駆動体１００に当接部４の振動を良好な伝達効率で伝達できる。
(11) 接合部３１が略矩形状に形成され、圧電素子２に全面に接合されているので、圧電素子２の脆性を確実に補強でき、圧電アクチュエータ１の耐衝撃性を向上させることができる。
【００４０】
(12) 腕部３３が接合部３１端部から略直角にある程度の長さを有して形成されているので、圧電素子２とガイド部３２との間にある程度の距離を保持することができ、ガイド部３２や押圧手段５による圧電素子２の振動阻害を確実に防止できる。
(13) 圧電素子２表面の電極２２Ｅが圧電素子２中央部分で連結しているので、一つの連続した電極として扱うことができ、電極の数を減少させることができる。また、電極に接続されるリード線の数も減少させることができるから、圧電素子２の電極構造を簡単にできるとともに、断線などの不具合発生を低減できる。
(14) 取付部３１５が腕部３３に設けられているので、押圧手段５をガイド部３２と平行に、圧電素子２の長辺端部から突出しないように配置できる。したがって、圧電アクチュエータ１全体の長辺方向に沿った寸法を小さくすることができ、圧電アクチュエータ１の小型化を促進できる。
【００４１】
［第三実施形態］
次に、本発明の第三実施形態について説明する。第三実施形態は、第一実施形態の支持板の構造が異なるものであり、また押圧手段が支持板に一体的に形成されているものである。
図７には、圧電アクチュエータ１の平面図が、図８には圧電アクチュエータ１の側面図が示されている。また、図９には、圧電素子２および支持板３の斜視図が、図１０には圧電アクチュエータ１の断面図が示されている。なお、図１０は、図７のX-X断面図である。これらの図７〜図１０に示されるように、支持板３の接合部３１は、圧電素子２の長辺に沿って配置される棒状部３１６と、棒状部３１６側面から両側に略直角に突出する腕部３１２とを備え、全体として略十字形に形成されている。棒状部３１６は、圧電素子２の長辺の寸法とほぼ等しい長さで構成されており、圧電素子２の短辺略中央に、長手方向沿って接合されている。この棒状部３１６において被駆動体１００に近い側の端部には、圧電素子２の短辺から突出する当接部４が連続して一体的に形成されている。当接部４は、第一実施形態と同様に被駆動体１００の側面に当接される。
【００４２】
一方の腕部３１２は、圧電素子２の長辺略中央に短辺に沿って接合され、また長辺端部から突出している。この腕部３１２の先端部は、湾曲して押圧手段５を形成している。つまり、押圧手段５は腕部３１２に連続的に一体的に形成されている。押圧手段５の端部は圧電素子２において当接部４が設けられていない側の短辺中央近傍まで延出している。
他方の腕部３１２は、圧電素子２の長辺端部から突出することなく、圧電素子２の平面内の位置で二つに分岐する連結部３１４に一体的に連続している。これらの連結部３１４は、腕部３１２とガイド部３２とを連結するものであり、腕部３１２端部から圧電素子２の長辺方向両側に沿って形成される第一部材３１４Ａと、第一部材３１４Ａの両端から圧電素子２の短辺に沿ってそれぞれ配置される一対の第二部材３１４Ｂとを備えている。第二部材３１４Ｂは、折曲部３１３が設けられ、全体として略Ｌ字形に形成されている。
ガイド部３２は、一対の第二部材３１４Ｂ端部に連続して一体的に形成され、その平面が圧電素子２の平面と略直交する。ここで、ガイド部３２は、図１０にも示されるように、圧電素子２の平面内に配置されている。
【００４３】
基部６には、圧電素子２の長辺方向に沿って溝６３が形成され、この溝６３にガイド部３２が収容されることにより、圧電素子２が長辺方向に沿ってスライド可能に支持される。
基部６において、圧電素子２を挟んで被駆動体１００とは反対側には、押圧手段５の端部を固定する固定ピン５１が設けられている。押圧手段５の端部は湾曲部分を予めある程度さらに湾曲させた状態で固定ピン５１に固定されており、このため、押圧手段５は、湾曲部分の復元力により圧電素子２の長辺方向にほぼ沿って押圧力（付勢力）を発生する。また、この押圧手段５は、固定ピン５１との接触により支持板３と基部６との導通を図っている。このように、固定ピン５１を介して支持板３と基部６との間で導通を図ることにより、ガイド部３２と基部６との間で直接導通を図る場合に比べて、導通抵抗などの変動が少なく、より安定した導通が得られる。なお、押圧手段５と固定ピン５１との間のみで導通を図り固定ピン５１にリード線などを接続する構成とすれば、基部６の材料は導電性材料とする必要がなく、例えば樹脂などの被導電性材料を用いることもできる。
溝６３の両端部には、溝６３の開口部分を覆うガイド押さえ６３１がそれぞれ設けられている。これらのガイド押さえ６３１は、ガイド部３２の両端に対応する位置にそれぞれ配置され、ガイド部３２が溝６３から外れるのを防止している。
このような圧電アクチュエータ１によれば、電極２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃを適宜選択して電圧を印加すると、第一実施形態と同様に当接部４が略楕円軌道を描いて振動し、被駆動体１００を回転駆動する。
【００４４】
このような第三実施形態によれば、第一実施形態の(１)、(２)、(３)、(５)、(７)および(８)の効果と同様の効果が得られる他、次のような効果が得られる。
(15) ガイド押さえ６３１が溝６３の一部を覆うので、構造は異なるものの第一実施形態の(４)の効果と同様の効果が得られ、ガイド部３２の移動方向を圧電素子２の長辺方向のみならず、厚み方向にも規制できる。したがって、被駆動体１００からの反力が外力によってもガイド部３２が溝６３から外れることがなく、基部６によって確実に圧電素子２および支持板３を保持できる。また、当接部４が被駆動体１００に対して厚み方向に移動するのを防止できるので、圧電アクチュエータ１による駆動をより一層安定させることができる。
また、ガイド押さえ６３１が溝６３のうち、ガイド部３２両端部に対応する部分のみを部分的に覆うので、ガイド押さえ６３１の寸法を最小限に抑制でき、小さい部材でガイド部３２を確実かつ良好に溝６３に収容できる。
【００４５】
(16) 連結部３１４の第一部材３１４Ａが圧電素子２の長辺方向両側に沿って配置され、第二部材３１４Ｂが互いに所定距離を有して平行に配置されている。このため、第二部材３１４Ｂは、圧電素子２を長辺方向に沿って二カ所で支持できるので、圧電素子２を安定して確実に支持できる。また、これらの第二部材３１４Ｂはガイド部３２を二カ所で支持するので、ガイド部３２をも確実に支持できる。
(17) 押圧手段５が腕部３１２に一体的に形成されているので、圧電アクチュエータ１の構造を簡略化でき、部品点数を減少させることができるから、製造コストを低減できる。
(18) ガイド部３２が圧電素子２の平面内に配置されているので、圧電アクチュエータ１の平面占有面積を小さくすることができる。よって、圧電アクチュエータ１の小型化を促進できる。
【００４６】
［第四実施形態］
次に、本発明の第四実施形態について説明する。第四実施形態は、第三実施形態の圧電素子の支持構造が異なるものである。
図１１には、第四実施形態にかかる圧電アクチュエータ１の平面図が、図１２には、図１１のXII-XII断面図が、図１３には、圧電アクチュエータ１の側断面図が示されている。これらの図１１、図１２、および図１３において、支持板３は第三実施形態と同様に棒状部３１６を有しているが、この棒状部３１６は、複数箇所（本実施形態では三カ所）で圧電素子２に接合されている。具体的には、棒状部３１６には、圧電素子２の長辺方向両端および中央に対応する位置に圧電素子２側に突出する突出部３１７Ａ，３１７Ｂが形成されており、これらの突出部３１７Ａ，３１７Ｂで圧電素子２に接合されている。なお、これらの突出部３１７Ａ，３１７Ｂは、プレス加工などの任意の加工方法によって形成される。
ここで、突出部３１７Ａは、圧電素子２の平面略中央、つまり縦一次振動および屈曲二次振動の振動の節近傍に配置されている。このとき、腕部３１２は、突出部３１７Ａ近傍から両側に突出することとなる。また、二つの突出部３１７Ｂは、圧電素子２の長辺方向両端、つまり屈曲二次振動の振動の腹近傍に配置されている。このとき、当接部４は、一方の突出部３１７Ｂに近接して配置されている。
連結部３１４の第二部材３１４Ｂは、圧電素子２の平面外側に突出し、当該外側に折曲部３１３を有している。したがって、ガイド部３２は、圧電素子２の平面外側で、圧電素子２の長辺方向に沿って配置されている。
【００４７】
このような第四実施形態によれば、第一実施形態の(１)、(２)、(３)、(５)、(７)および(８)の効果と同様の効果、第二実施形態の(10)の効果と同様の効果および第三実施形態の(15)、(16)および(17)の効果と同様の効果が得られる他、次のような効果が得られる。
(19) 支持板３の突出部３１７Ａが圧電素子２をその振動の節で接合しているので、突出部３１７Ａによる圧電素子２の振動阻害を最小限に抑制できる。そして、圧電素子２を支持する腕部３１２がこの突出部３１７Ａ近傍に配置されているので、振動振幅の最小となる節近傍で圧電素子２を安定して支持できる。
また、突出部３１７Ｂは、圧電素子２をその振動の腹近傍で接合しているので、圧電素子２の振動振幅が最大となる部分近傍から振動が伝達されることにより、突出部３１７Ｂに伝達される振動振幅を大きくすることができる。そして、当接部４は、この突出部３１７Ｂ近傍に配置されているので、当接部４の振動振幅を大きくすることができる。よって、当接部４での十分な振動振幅を高効率で確保でき、被駆動体１００を高効率で駆動できる。
【００４８】
［第五実施形態］
次に、本発明の第五実施形態について説明する。第五実施形態は、第三実施形態の圧電アクチュエータにおいて、圧電素子の支持構造が異なるものである。
図１４には、第五実施形態にかかる圧電素子２および支持板３の斜視図が、また図１５には、図１４の圧電素子２および支持板３を反対の面から見た斜視図が示されている。これらの図１４および図１５において、圧電素子２は、第二実施形態と同様に略Ｌ字形の溝２１Ｃによってその表面に電極２２Ｄ，２２Ｅが形成されている。また、圧電素子２の四隅には、溝２１Ｄが形成されており、これらの溝２１Ｄによって当該四隅は電極２２Ｄ，２２Ｅから絶縁されている。
【００４９】
支持板３は、第三実施形態と同様に棒状部３１６と棒状部３１６側面両側に突出する腕部３１２とを備えている。棒状部３１６の両端部は、圧電素子２短辺から突出し、当接部４となっている。これらの当接部４のうち一方は、被駆動体１００の側面に当接される。
一方の腕部３１２は、第三実施形態と同様に、圧電素子２の長辺方向略中央に、短辺方向に沿って配置され、押圧手段５に連続している。また、他方の腕部３１２は、圧電素子２外側で折曲部３１３を有し、腕部３１２端部には、ガイド部３２が一体的に形成されている。ガイド部３２は圧電素子２の長辺方向に沿って配置され、その平面が圧電素子２の平面と略垂直となっている。
棒状部３１６において圧電素子２の長辺方向端部近傍には、短辺方向両側に向かって突出する保持部３１８が形成されている。これらの保持部３１８は、それぞれ端部に爪状部３１８Ａを備えており、これらの爪状部３１８Ａで圧電素子２の四隅をそれぞれ保持することにより、圧電素子２は支持板３に支持されている。このとき、爪状部３１８Ａは、圧電素子２において溝２１Ｄで電極２２Ｄ，２２Ｅとは絶縁された部分を保持するので、支持板３と圧電素子２の電極２２Ｄ，２２Ｅとが導通することはない。
【００５０】
このような第五実施形態によれば、第一実施形態の(１)、(２)、(３)、(５)、(７)および(８)の効果と同様の効果、第二実施形態の(12)および(13)の効果と同様の効果および第三実施形態の(15)および(17)の効果と同様の効果が得られる他、次のような効果が得られる。
(20) 爪状部３１８Ａが圧電素子２の四隅を保持するので、第四実施形態の(19)の効果と同様に、圧電素子２の振動の腹近傍で支持板３を接合でき、圧電素子２の振動振幅が最大となる部分近傍での振動を取り出すことができる。したがって、当接部４の振動振幅を大きくでき、高効率で被駆動体１００を駆動できる。
(21) 当接部４が圧電素子２の長辺方向両端にそれぞれ設けられているので、圧電素子２が振動する際に、被駆動体１００に当接されない当接部４は、被駆動体１００から反力を受けないフリーの状態となる。よってこの当接部４は縦一次振動および屈曲二次振動（特に屈曲二次振動）を励振しやすくなる。この振動が被駆動体１００側の圧電素子２に伝達され、圧電素子２全体がより大きな振動を得られる。したがって、圧電アクチュエータ１の駆動効率をより一層向上させることができる。
【００５１】
［第六実施形態］
次に、本発明の第六実施形態について説明する。第六実施形態は、第一実施形態の圧電アクチュエータとは、圧電素子の支持構造が異なるものである。
図１６には、第六実施形態の圧電素子２および支持板３の斜視図が、図１７には圧電素子２および支持板３の正面図が示されている。これらの図１６および図１７において、圧電素子２は、第一実施形態と同様に一つ設けられ、一方の面には五分割された電極（図示せず）が形成され、他方の面には全面に電極が形成されている。
【００５２】
支持板３は、圧電素子２とほぼ同寸法の略矩形板状の支持板本体３４と、支持板本体３４とは圧電素子２を挟んで反対側の面に対向配置され、当接部４を一体的に備える当接支持部３５と、支持板本体３４に一体的に形成されるガイド部３２とを備える。
支持板本体３４は、圧電素子２において五分割された電極が形成されている面と対向して配置されている。支持板本体３４の圧電素子２と対向する面には、フレキシブル基板３６が取り付けられ、このフレキシブル基板３６に形成された配線パターンを介して圧電素子２の各電極が制御回路と導通している。
支持板本体３４の長辺には、圧電素子２に向かって突出し、圧電素子２側面を保持する保持部材３４１が複数個（本実施形態では四個）設けられている。したがって、保持部材３４１は圧電素子２に接合される接合部の一部を構成している。また、支持板本体３４の長辺から、それぞれ二カ所の連結部３１４を介してガイド部３２が形成されている。ガイド部３２は、第一実施形態と同様に圧電素子２の長辺方向に沿って配置されている。また連結部３１４には折曲部３１３が設けられており、これによりガイド部３２は支持板本体３４の面より圧電素子２に近い側に配置される。これらのガイド部３２は基部６の溝６３に収容される。このとき、ガイド部３２が圧電素子２平面に近接して配置されているので、圧電素子２表面が基部６上面から突出しない。
【００５３】
支持板本体３４において、被駆動体１００から遠い側の短辺略中央には、長辺方向に沿って突出する当接支持部３５が形成されている。当接支持部３５は、支持板本体３４の短辺から湾曲して略Ｕ字形の湾曲部３５１を形成し、圧電素子２の支持板本体３４とは反対側の面に沿って、圧電素子２の長辺方向に延出している。湾曲部３５１は、圧電素子２の端部を囲っており、この湾曲部３５１には、コイルばねなどの押圧手段５が接続される。
当接支持部３５は、先端が圧電素子２短辺から突出して当接部４となっている。また当接部４近傍は、曲げ加工などによって圧電素子２に近接し、圧電素子２に接合される接合部３５２となっている。当接支持部３５は、接合部３５２よりも先端側でさらに圧電素子２に近接する方向に折り曲げられることにより、当接部４の厚み方向の中心が圧電素子２の厚み方向の中心と略一致するように配置される。
【００５４】
このような第六実施形態によれば、第一実施形態の(１)、(２)、(３)、(７)および(９)の効果と同様の効果が得られる他、次のような効果が得られる。
(22) 圧電素子２が支持板本体３４および当接支持部３５の間に介装されているので、圧電素子２がこれらの支持板本体３４および当接支持部３５によって保護される。よって、圧電アクチュエータ１の耐衝撃性を向上させることができる。
(23) 支持板本体３４が圧電素子２に対して所定距離を有して対向配置されているので、支持板本体３４にフレキシブル基板３６を取り付けることができる。よってフレキシブル基板３６を支持板本体３４で保護することができ、またフレキシブル基板３６と圧電素子２の電極との間の断線などの不具合を防止できる。
【００５５】
［第七実施形態］
次に、本発明の第七実施形態について説明する。第七実施形態は、第一実施形態の圧電アクチュエータとは圧電素子の支持構造が異なるものである。
図１８には、第七実施形態にかかる圧電アクチュエータ１の平面図が示されている。また、図１９には、圧電素子２および支持板３の斜視図が、図２０には、圧電素子２および支持板３の断面図が示されている。これらの図１８、図１９、および図２０において、支持板３は、略矩形板状の接合部３１と、接合部３１から突出するガイド部３２とを備えている。接合部３１の短辺略中央には、略半円形状の当接部４が一体的に形成されている。
【００５６】
ガイド部３２は、接合部３１の長辺に複数箇所（片側二箇所で計四箇所）設けられ、圧電素子２の短辺方向に沿って突出している。これらのガイド部３２のうち、当接部４から遠い側で圧電素子２の短辺方向両側に配置されている二つのガイド部３２は、連結部３１９で連結されている。この連結部３１９は、ガイド部３２から連続して一体的に形成され、圧電素子２の外形に沿って略コ字形に形成されている。連結部３１９において、圧電素子２の短辺略中央に対応する位置には、当接部４から離間する方向に突出する取付部３１５が形成されている。この取付部３１５には押圧手段５の端部が取り付けられる。押圧手段５は、圧電素子２の長辺方向に沿って連結部３１９を付勢することにより圧電素子２を当該方向に付勢する。よって当接部４は押圧手段５の付勢力によって被駆動体１００に対して適切な押圧力で当接される。
基部６には、被駆動体１００側が開口する凹状部６１３が形成されている。凹状部６１３の互いに対向する端辺には、圧電素子２の長辺に沿って溝６３が形成されている。
ガイド部３２および連結部３１９の一部は、基部６に形成された溝６３に挿入されており、これにより、圧電素子２はその長辺方向に沿ってスライド可能に基部６に支持される。
【００５７】
このような第七実施形態によれば、第一実施形態の(１)、(２)、(３)、(５)および(７)の効果と同様の効果、第二実施形態の(11)の効果と同様の効果が得られる他、次のような効果が得られる。
(24) 基部６に圧電素子２の平面に沿った方向に溝６３を形成しているので、第一実施形態のような上基部および下基部を備えていない場合でも、圧電素子２の面内方向および厚み方向に対してガイド部３２の移動を規制できるので、基部６の部品点数を減少でき基部６の構造を簡略化できる。
【００５８】
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
支持板の構造は、各実施形態のものに限らず、例えば図２１に示されるように、支持板３は、略十字形の接合部３１と、接合部３１に連続して一体的に形成されるガイド部３２とを備えていてもよい。このとき、当接部４は、接合部３１に一体的に形成されていてもよい。また、接合部３１に折曲部が形成されず、ガイド部３２が接合部３１と同一平面内に配置されていてもよい。このような形状であれば折曲部が形成されていないので、支持板の構造を簡単にでき、曲げ加工などの工程を省略できるから製造コストを削減できる。このように、支持板の形状は、接合部、ガイド部の形状や構造は圧電素子の形状、圧電アクチュエータの外部装置への取り付け配置などを勘案して適宜設定してよい。
【００５９】
第五実施形態では、爪状部３１８Ａが圧電素子２の四隅を保持していたが、このような構造に限らず、例えば図２２(Ａ)、図２２(Ｂ)および図２２(Ｃ)のような構造としてもよい。図２２(Ａ)では、溝２１Ｄは圧電素子２の長辺の一部を絶縁するように形成され、爪状部３１８Ａは、凹部３１８Ｂで圧電素子２を厚み方向に挟持している。図２２(Ｂ)では、溝２１Ｄは図２２(Ａ)の圧電アクチュエータ１と同様に圧電素子２の長辺に形成されているが、爪状部３１８Ａは棒状に形成されている。圧電素子２の溝２１Ｄで絶縁された部分には凹部２３が形成され、この凹部２３に爪状部３１８Ａが係合されることにより圧電素子２が爪状部３１８Ａに保持されている。図２２(Ｃ)では、溝は設けられておらず、爪状部３１８Ａには、圧電素子２に対向する面に段差部３１８Ｃが形成されている。この段差部３１８Ｃに圧電素子２が載置されて固定されることにより、圧電素子２が爪状部３１８Ａに保持されている。
以上のように、爪状部の形状は任意に設定してよい。
【００６０】
圧電素子の基部への取付構造は、凹状部や切欠が形成されている構造に限らず、例えば板状の基部から突出してガイド部をガイドする部材が設けられていてもよい。
【００６１】
本発明の圧電アクチュエータは、基部が設けられていない状態、つまり少なくとも圧電素子および支持板を備えて圧電アクチュエータを構成し流通させてもよい。
本発明の圧電アクチュエータは、円盤状の回転体を回転駆動する駆動装置の他、棒状部材を直線移動させる駆動装置や、これらの駆動装置を利用した様々な装置に適用できる。例えば本発明の圧電アクチュエータを時計に適用した場合には、歯車が固定された回転体を圧電アクチュエータで回転駆動して時計の歯車機構を駆動するものなどに適用できる。
【００６２】
本発明を実施するための最良の構成、方法などは、以上の記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示され、かつ、説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、形状、材質、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。
したがって、上記に開示した形状、材質などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状、材質などの限定の一部もしくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれるものである。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の第一実施形態にかかる圧電アクチュエータを示す平面図。
【図２】第一実施形態にかかる圧電素子および支持板を示す斜視図。
【図３】第一実施形態にかかる圧電アクチュエータの断面図。
【図４】本発明の第二実施形態にかかる圧電アクチュエータを示す平面図。
【図５】第二実施形態にかかる圧電素子および支持板を示す斜視図。
【図６】第二実施形態にかかる圧電アクチュエータの断面図。
【図７】本発明の第三実施形態にかかる圧電アクチュエータを示す平面図。
【図８】第三実施形態にかかる圧電アクチュエータの側面図。
【図９】第三実施形態にかかる圧電素子および支持板を示す斜視図。
【図１０】第三実施形態にかかる圧電アクチュエータの断面図。
【図１１】本発明の第四実施形態にかかる圧電アクチュエータを示す平面図。
【図１２】第四実施形態にかかる圧電アクチュエータの断面図。
【図１３】第四実施形態にかかる圧電素子および支持板を示す側断面図。
【図１４】本発明の第五実施形態にかかる圧電素子および支持板を示す斜視図。
【図１５】第五実施形態にかかる圧電素子および支持板を示す別の斜視図。
【図１６】本発明の第六実施形態にかかる圧電素子および支持板を示す斜視図。
【図１７】第六実施形態にかかる圧電アクチュエータの正面図。
【図１８】本発明の第七実施形態にかかる圧電アクチュエータを示す平面図。
【図１９】第七実施形態にかかる圧電素子および支持板を示す斜視図。
【図２０】第七実施形態にかかる圧電アクチュエータの断面図。
【図２１】本発明の支持板の変形例を示す図。
【図２２】本発明の支持板の別の変形例を示す図。
【符号の説明】
【００６４】
１…圧電アクチュエータ、２…圧電素子、３…支持板、４…当接部、５…押圧手段、６…基部、３１…接合部、３２…ガイド部、３４…支持板本体、３５…当接支持部、６１…上基部、６２…下基部、６３…溝、３１２…腕部、３１３…折曲部、１００…被駆動体。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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